DE102016215782A1

DE102016215782A1 - Widerstandsvorrichtung für einen Gebläsemotor

Info

Publication number: DE102016215782A1
Application number: DE102016215782.5A
Authority: DE
Inventors: Michael Weiss; Andrea Gentile; Eric Rooks
Original assignee: Hanon Systems Corp
Current assignee: Hanon Systems Corp
Priority date: 2016-08-23
Filing date: 2016-08-23
Publication date: 2018-03-01
Also published as: KR20180022544A; KR101929743B1

Abstract

Die Anmeldung betrifft eine Widerstandsvorrichtung für einen Gebläsemotor. Die Widerstandsvorrichtung umfasst einen oder mehrere in Reihe geschaltete Widerstände (R1, R2, R3), die einen Spannungsteiler bilden, der verschiedene Versorgungsspannungen für den Gebläsemotor bereitstellen kann. Die Widerstandsvorrichtung umfasst weiterhin eine Thermosicherung (11), die ausgebildet ist, die Widerstände von dem Gebläsemotor irreversibel zu trennen, wenn die Temperatur der Widerstände einen ersten Schwellwert übersteigt. Die Widerstandsvorrichtung umfasst weiterhin einen Thermoschalter (12), der ausgebildet ist, einen oder mehrere der Widerstände reversibel zu überbrücken, wenn die Temperatur der Widerstände einen zweiten Schwellwert kleiner als der erste Schwellwert übersteigt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Widerstandsvorrichtung für einen Gebläsemotor, der zum Beispiel in einem Lüftungssystem eines Fahrzeugs verwendet wird.
STAND DER TECHNIK
Gebläsemotoren werden in Lüftungssystemen (insbesondere Klimaanlagen) von Fahrzeugen verwendet, um den Innenraum des Fahrzeugs zu belüften. Solche Gebläsemotoren weisen in der Regel mehrere Betriebsstufen auf, um unterschiedlich starke Luftströmungen zu realisieren. Diese Betriebsstufen werden dadurch erreicht, dass an dem Gebläsemotor unterschiedliche Spannungen angelegt werden, die mittels eines Spannungsteilers mit einer Reihenschaltung von Widerständen eingestellt werden. Die Widerstände werden dabei in dem Luftstrom platziert, um diese zu kühlen.
Falls der Gebläsemotor jedoch eine Fehlfunktion (insbesondere ein Blockieren) aufweist, kann die Situation auftreten, dass ein hoher Strom durch die Widerstände fließt, ohne dass diese durch den Luftstrom gekühlt werden. Dabei können die Widerstände bis hin zur Zerstörung erhitzt werden, wodurch auch weitere Komponenten des Lüftungssystems beschädigt werden können.
Um eine Überhitzung der Widerstände zu verhindern, werden die Widerstände im Stand der Technik durch eine Thermosicherung (z.B. eine Mikro-Thermosicherung, MTS) geschützt, die thermisch mit den Widerständen gekoppelt ist. Die Thermosicherung unterbricht den Stromfluss durch die Widerstände, falls die Temperatur einen Schwellwert übersteigt (siehe z.B. DE 8807972 U1 ). 1 zeigt eine solche Anordnung mit einem Köper 61, der eine Drahtwicklung umfasst, vier Anschlüssen 62 und einer Mikro-Thermosicherung 63.
Es ist jedoch ein Nachteil der in 1 gezeigten Anordnung, dass die Thermosicherung den Stromfluss irreversibel unterbricht. Folglich müssen die Widerstände jedes Mal ausgetauscht werden, wenn die Thermosicherung auslöst. Dies führt zu erhöhtem Wartungsaufwand.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Wartungsaufwand eines Lüftungssystems eines Fahrzeugs zu reduzieren.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 definierte Widerstandsvorrichtung für einen Gebläsemotor gelöst.
Demnach umfasst die Widerstandsvorrichtung einen oder mehrere in Reihe geschaltete Widerstände, die einen Spannungsteiler bilden, der verschiedene Versorgungsspannungen für den Gebläsemotor bereitstellen kann. Die Widerstandsvorrichtung umfasst weiterhin eine Thermosicherung, die ausgebildet ist, die Widerstände von dem Gebläsemotor irreversibel zu trennen, wenn die Temperatur der Widerstände einen ersten Schwellwert übersteigt. Die Widerstandsvorrichtung umfasst weiterhin einen Thermoschalter, der ausgebildet ist, einen oder mehrere der Widerstände reversibel zu überbrücken, wenn die Temperatur der Widerstände einen zweiten Schwellwert kleiner als der erste Schwellwert übersteigt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Thermoschalter ein Bimetallschalter oder ein NTC-Widerstand.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der zweite Schwellwert 60–70% des ersten Schwellwerts.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform überbrückt der Thermoschalter alle Widerstände, um den Gebläsemotor mit einer maximalen Spannung zu versorgen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine Anordnung gemäß dem Stand der Technik.
2 zeigt schematisch den Aufbau einer Widerstandsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt eine Anordnung mit einer Widerstandsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend ausführlich unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Dabei sind in den verschiedenen Zeichnungen gleiche oder entsprechende Elemente jeweils mit den gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet.
Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, die im Folgenden detailliert beschreiben werden, werden ausführlich mit Bezug auf eine Widerstandsvorrichtung für einen Gebläsemotor beschrieben, der in einem Lüftungssystem eines Fahrzeugs verwendet wird. Jedoch wird angemerkt, dass die folgenden Beschreibung nur Beispiele enthält und nicht als die Erfindung einschränkend angesehen werden sollte.
2 zeigt schematisch den Aufbau einer Widerstandsvorrichtung 10 für einen Gebläsemotor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Widerstandsvorrichtung 10 umfasst drei in Reihe geschaltete Widerstände R1, R2, R3, die einen Spannungsteiler bilden, der verschiedene Versorgungsspannungen für den Gebläsemotor bereitstellen kann. Obwohl drei Widerstände in der 1 gezeigt sind, ist die Erfindung nicht auf diese Anzahl von Widerständen beschränkt und es kann an eine beliebige Anzahl von Widerständen verwendet werden. Die verschiedenen Versorgungsspannungen werden an den Anschlüssen 1, 2, 3, 4, abgegriffen. Die Anschlüsse 1, 2, 3, 4 sind mit einem Eingangsanschluss des Gebläsemotors verbindbar. Die Auswahl der Anschlüsse 1, 2, 3, 4 geschieht über einen Schalter. Falls der Anschluss 1 ausgewählt ist, wird der Gebläsemotor mit einer minimalen Versorgungsspannung versorgt. Falls der Anschluss 4 ausgewählt ist, wird der Gebläsemotor mit einer maximalen Versorgungsspannung versorgt.
Die Widerstände 1, 2, 3, 4 können beispielsweise durch einen auf einem Keramikköper aufgewickelten Draht gebildet werden, an dem an verschiedenen Stellen Spannung abgegriffen werden kann.
Weiterhin umfasst die Widerstandsvorrichtung 10 eine Thermosicherung 11, die ausgebildet ist, die Widerstände R1, R2, R3 von dem Gebläsemotor irreversibel zu trennen, wenn die Temperatur der Widerstände einen ersten Schwellwert übersteigt. Bei der Thermosicherung 11 handelt es sich bevorzugterweise um eine Mikro-Temperatursicherung (MTS). Der erste Schwellwert liegt beispielsweise im Bereich von 190–200°C (insbesondere 192°C).
Die Thermosicherung 11 dient dazu, eine Überhitzung der Widerstände R1, R2, R3 zu verhindern. Die Thermosicherung 11 ist thermisch an die Widerstände R1, R2, R3 gekoppelt.
Grundsätzlich wird die Widerstandsvorrichtung 10 in den Luftstrom eingebracht, der von dem Gebläsemotor erzeugt wird, um die Widerstände zu kühlen. Falls der Gebläsemotor aufgrund einer Fehlfunktion nicht rotiert, jedoch Strom durch die Widerstände fließt (z.B. falls der Gebläsemotor blockiert ist), werden die Widerstände folglich nicht gekühlt und es kann zu einer Überhitzung der Widerstände bis hin zu einer Brandentwicklung kommen. Die Thermosicherung unterbricht den Stromfluss durch die Widerstände rechtzeitig, wodurch eine Beschädigung der Widerstände verhindert wird.
Im Stand der Technik verwendete Thermosicherungen weisen jedoch den Nachteil auf, dass diese einen irreversiblen Schaltvorgang durchführen, weil z.B. ein Lötkontakt in der Thermosicherung schmilzt. Folglich müssen die Thermosicherung und die damit verbundenen Widerstände ausgetauscht werden, falls die Thermosicherung ausgelöst hat. Bis zum Austausch kann der Gebläsemotor nur mit maximaler Leistung oder überhaupt nicht betrieben werden.
Die Widerstandsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist diesen Nachteil nicht auf, da die Widerstandvorrichtung einen Thermoschalter 12 umfasst, der ausgebildet ist, einen oder mehrere der Widerstände R1, R2, R3 reversibel zu überbrücken, wenn die Temperatur der Widerstände einen zweiten Schwellwert kleiner als der erste Schwellwert übersteigt. Der Thermoschalter 12 ist thermisch mit den Widerständen R1, R2, R3 gekoppelt, sodass der Thermoschalter 12 im Normalbetrieb, wenn die Widerstandsvorrichtung durch den Luftstrom gekühlt wird, mit den Widerständen im thermischen Gleichgewicht ist.
Bei dem Thermoschalter 12 handelt es sich bevorzugterweise um einen Bimetallschalter. Ein Bimetallschalter hat den Vorteil, dass dieser besonders einfach und kostengünstig herzustellen ist. Der Thermoschalter 12 kann jedoch auch als NTC-Widerstand ausgebildet sein. Auch ein Halbleiterschalter kann verwendet werden.
In einer Ausführungsform beträgt der zweite Schwellwert 60–70% des ersten Schwellwerts. Beispielsweise liegt der zweite Schwellwert zwischen 115°C und 135°C.
Das Schalten des Thermoschalters erfolgt erfindungsgemäß reversibel, d.h. der Thermoschalter ist selbst rückstellend.
Falls der Gebläsemotor blockiert (weil z.B. das Halte-Drehmoment zu groß ist) und weiterhin Strom durch die Widerstände R1, R2, R3 fließt, erwärmen sich die mit Strom durchflossenen Widerstände R1, R2, R3 und somit auch der Thermoschalter 12. Bei Erreichen des zweiten Schwellwerts werden die Widerstände R1, R2, R3 überbrückt, sodass die maximal mögliche Spannung an dem Gebläsemotor angelegt wird. 1 zeigt den Fall, dass alle Widerstände R1, R2, R3 durch den Thermoschalter 12 überbrückt werden. Es kann jedoch auch nur eine Untermenge der Widerstände R1, R2, R3 durch den Thermoschalter 12 überbrückt werden.
Falls der Gebläsemotor durch die maximale Spannung gestartet wird, wird die Widerstandsvorrichtung 10 durch den entstehenden Luftstrom gekühlt und der Thermoschalter 12 öffnet nach einer gewissen Zeit wieder, wodurch die normale Funktionalität der Widerstandsvorrichtung 10 wiederhergestellt wird.
Falls der Gebläsemotor selbst durch Anlegen der maximalen Spannung nicht anläuft, steigt die Temperatur der Widerstände weiter an, bis bei Erreichen des ersten Schwellwerts die Thermosicherung 11 auslöst.
Durch die Bereitstellung des Thermoschalters 12 wird folglich kurzzeitig versucht, die Blockade des Gebläsemotors zu lösen und gegen ein hohes Startdrehmoment zu starten. Falls dies gelingt, stellt sich der Thermoschalter 12 zurück und ein Austausch der Widerstandsvorrichtung ist nicht notwendig.
3 zeigt eine Anordnung mit einer Widerstandsvorrichtung 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Widerstandsvorrichtung 10 ist mit einem Elektromotor M eines Gebläses eines Fahrzeugs verbunden.
Eine Spannung und damit eine Gebläseleistung wird über einen Schalter 20 von einem Benutzer des Fahrzeugs ausgewählt. Der Schalter befindet sich beispielsweise im Armaturenbrett des Fahrzeugs. Wenn der Benutzer die Stellung 4 des Schalters 20 auswählt, wird die Batteriespannung U_batt an dem Motor M angelegt. Bei einer anderen Schalterstellung wird eine durch die Widerstände R1, R2, R3 reduzierte Spannung an dem Motor M angelegt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 8807972 U1 [0004]

Claims

Widerstandsvorrichtung (10) für einen Gebläsemotor, wobei die Widerstandsvorrichtung umfasst: einen oder mehrere in Reihe geschaltete Widerstände (R1, R2, R3), die einen Spannungsteiler bilden, der verschiedene Versorgungsspannungen für den Gebläsemotor bereitstellen kann; eine Thermosicherung (11), die ausgebildet ist, die Widerstände von dem Gebläsemotor irreversibel zu trennen, wenn die Temperatur der Widerstände einen ersten Schwellwert übersteigt; und einen Thermoschalter (12), der ausgebildet ist, einen oder mehrere der Widerstände reversibel zu überbrücken, wenn die Temperatur der Widerstände einen zweiten Schwellwert kleiner als der erste Schwellwert übersteigt.
Widerstandsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Thermoschalter (12) ein Bimetallschalter oder ein NTC-Widerstand ist.
Widerstandsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Schwellwert 60–70% des ersten Schwellwerts beträgt.
Widerstandsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Thermoschalter (12) alle Widerstände überbrückt, um den Gebläsemotor mit einer maximalen Spannung zu versorgen.
Lüftungssystem für ein Fahrzeug, umfassend: einen Gebläsemotor, und eine Widerstandsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.